FET放大的非線性，最終使得該振蕩信號的振蕩幅度穩(wěn)定到一定幅值。
[0034]最后，經(jīng)過放大并穩(wěn)定在一定幅值的振蕩信號(即交流電信號)通過耦合電容由直流電源升壓電路的輸出端輸出，為負載供電，且防止后續(xù)負載對升壓電路的影響。其中，耦合電容的值由后續(xù)的負載電路決定。本發(fā)明中的直流電源升壓電路，使得可以將極低的電壓(比如電壓低于10mV)提升到合適的電平，為負載供電。也就是說，能將外界環(huán)境獲能設(shè)備極低電壓的微弱能量升壓至合適的電平加以利用。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用變壓器對原邊輸入的直流電壓信號中攜帶的擾動信號進行放大；變壓器的副邊將經(jīng)變壓器放大的擾動信號輸出至選頻網(wǎng)絡(luò)進行濾波；選頻網(wǎng)絡(luò)選取特定頻率的擾動信號并輸出至N溝道JFET ；N溝道JFET將該特定頻率的擾動信號反饋回變壓器原邊，進一步加大原邊擾動信號的電壓波動；而且，在諧振情況下，反饋信號滿足了電路振蕩的相位平衡條件，電路產(chǎn)生振蕩信號，該振蕩信號的流向與擾動信號一致；變壓器將振蕩信號逐次進行放大，該振蕩信號的振蕩幅度逐漸增強。由于N溝道JFET放大的非線性，最終使得該振蕩信號的振蕩幅度穩(wěn)定到一定幅值，并通過直流電源升壓電路的輸出端輸出，以為負載供電。本發(fā)明中的直流電源升壓電路，使得可以將極低的電壓(比如電壓低于10mV)提升到合適的電平，為負載供電。
[0036]本發(fā)明的第二實施方式涉及一種直流電源升壓電路。第二實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上作了進一步改進。在本發(fā)明的第二實施方式中，還包含整流單元、儲能單元與穩(wěn)壓單元；其中，儲能單元還包含充放電管理子單元，具體如圖2所示，可以對電能進行高效的存儲及供電管理。
[0037]在本發(fā)明中，儲能單元串聯(lián)在耦合電容與直流電源升壓電路的輸出端之間，其中，儲能單元包含充放電管理子單元，充放電管理子單元與儲能單元相連；整流單元串聯(lián)在耦合電容與儲能單元之間；穩(wěn)壓單元串聯(lián)在儲能單元與直流電源升壓電路的輸出端之間。也就是說，整流單元的一端與耦合單元相連，另一端與儲能單元的一端相連；儲能單元的另一端與穩(wěn)壓單元的一端相連；穩(wěn)壓單元的另一端與直流電源升壓電路的輸出端相連。
[0038]整流單元對從耦合電容接收的振蕩信號進行整流，即將交流的振蕩信號轉(zhuǎn)換為直流信號，并輸出至儲能單元。
[0039]儲能單元將直流信號攜帶的電能進行存儲，并在為負載供電時經(jīng)穩(wěn)壓單元穩(wěn)壓處理后輸出至負載。
[0040]其中，儲能單元包含充放電管理子單元，充放電管理子單元與儲能單元相連。充放電管理子單兀是米用CM0S(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導(dǎo)體)元件搭建的，用以實現(xiàn)電能的滯回曲線充放電管理。充放電管理子單元的充放電管理的邏輯如圖3所示，橫軸為電壓，縱軸為表示供電通道的開或關(guān)的狀態(tài)。充放電管理子單元對儲能單元中的電能進行監(jiān)測，使儲能單元在充電過程中電壓達到預(yù)設(shè)的上閾值3.0伏時打開供電通道，為負載供電；當儲能單元在為負載供電過程中由于電力消耗使電壓低于預(yù)設(shè)的下閾值2.5伏時關(guān)閉供電通道，停止為負載供電；利用設(shè)置上、下閾值的方式對儲能單元中的電能進行高效的存儲及供電管理，并實現(xiàn)利用儲能單元在上、下閾值間儲存的電能為負載供電。
[0041]另外，本發(fā)明中的直流電源升壓電路，可以將極低電壓升壓到合適電平，若配合相應(yīng)的低功耗設(shè)備及低功耗設(shè)備間歇休眠的運行方式即能實現(xiàn)采用微弱能源連續(xù)給設(shè)備供電的目的，使得低功耗設(shè)備能夠無需供電、減少維護，進一步的拓寬低功耗設(shè)備的應(yīng)用范圍。
[0042]本發(fā)明的第三實施方式涉及一種直流電源升壓電路。第三實施方式為第二實施方式的進一步細化。在本發(fā)明的第三實施方式中，選頻網(wǎng)絡(luò)包含電容和電阻。本實施方式中的直流電源升壓電路，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0043]在圖4中，I為直流電源，2為變壓器，3為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，4為耦合電容，5為直流電源升壓電路的輸出端，6為電容，7為電阻。
[0044]在本實施方式中，選頻網(wǎng)絡(luò)包含電容和電阻。電容一端與選頻網(wǎng)絡(luò)的第一端口相連，另一端與選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口相連；電阻的一端與選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口相連，另一端與選頻網(wǎng)絡(luò)的第三端口相連。電阻和電容共同組成RC選頻網(wǎng)絡(luò)。
[0045]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種直流電源升壓電路，其特征在于，包含:直流電源、變壓器、N溝道結(jié)型場效應(yīng)管JFET與選頻網(wǎng)絡(luò)； 所述直流電源的正極與所述變壓器的原邊的第一端口相連，所述直流電源的負極與所述N溝道JFET的源極相連；所述原邊的第二端口與所述N溝道JFET的漏極相連；所述變壓器的副邊的第一端口與所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第一端口相連，所述副邊的第二端口與所述直流電源升壓電路的最低電位相連；所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口與所述N溝道JFET的柵極相連，所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第三端口與所述最低電位相連； 其中，所述直流電源升壓電路的輸出端與所述變壓器的副邊的第一端口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源升壓電路，其特征在于，還包含耦合電容； 所述耦合電容串聯(lián)在所述變壓器的副邊的第一端口與所述直流電源升壓電路的輸出端之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源升壓電路，其特征在于，還包含儲能單元； 所述儲能單元串聯(lián)在所述耦合電容與所述直流電源升壓電路的輸出端之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源升壓電路，其特征在于，所述儲能單元包含充放電管理子單元； 所述充放電管理子單元與所述儲能單元相連。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源升壓電路，其特征在于，還包含整流單元； 所述整流單元串聯(lián)在所述耦合電容與所述儲能單元之間。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源升壓電路，其特征在于，還包含穩(wěn)壓單元； 所述穩(wěn)壓單元串聯(lián)在所述儲能單元與所述直流電源升壓電路的輸出端之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源升壓電路，其特征在于，所述直流電源升壓電路的最低電位為所述直流電源的負極。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源升壓電路，其特征在于，所述原邊的第一端口與所述副邊的第一端口為同名端。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源升壓電路，其特征在于，所述選頻網(wǎng)絡(luò)包含電容和電阻； 所述電容一端與所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第一端口相連，另一端與所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口相連；所述電阻的一端與所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口相連，另一端與所述選頻網(wǎng)絡(luò)的第三端口相連。
【專利摘要】本發(fā)明涉及升壓電路，公開了一種直流電源升壓電路。本發(fā)明中，包含：直流電源、變壓器、N溝道結(jié)型場效應(yīng)管JFET與選頻網(wǎng)絡(luò)；直流電源的正極與變壓器的原邊的第一端口相連，直流電源的負極與N溝道JFET的源極相連；原邊的第二端口與N溝道JFET的漏極相連；變壓器的副邊的第一端口與選頻網(wǎng)絡(luò)的第一端口相連，副邊的第二端口與直流電源升壓電路的最低電位相連；選頻網(wǎng)絡(luò)的第二端口與N溝道JFET的柵極相連，選頻網(wǎng)絡(luò)的第三端口與最低電位相連；直流電源升壓電路的輸出端與變壓器的副邊的第一端口相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以將極低的電壓（比如電壓低于100mV）提升到合適的電平，為負載供電。
【IPC分類】H02M3/335
【公開號】CN104935169
【申請?zhí)枴緾N201410098576
【發(fā)明人】徐吉, 鄭春雷, 賈根團, 鄭洪渠, 陳明, 金軍, 李鵬宇
【申請人】上海新物科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年3月17日